Avgusta 2017 je Laser Interferometer Gravitacijski-valovni observatorij (LIGO) zaznal valove, za katere se verjame, da jih povzroča združitev nevtronskih zvezd. Ta "kilonova" dogodek, znan kot GW170817, je bil prvi astronomski dogodek, ki so ga zaznali v gravitacijskih in elektromagnetnih valovih - vključno z vidno svetlobo, gama žarki, rentgenskimi žarki in radijskimi valovi.
V mesecih, ki so sledili združitvi, orbiti in zemeljskim teleskopom po vsem svetu, so opazovali GW170817 in videli, kaj je posledica tega. Po novi raziskavi mednarodne ekipe astronomov je združitev proizvedla ozek curek materiala, ki je prodrl v medzvezdni prostor s hitrostmi, ki so se približale hitrosti svetlobe.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, z naslovom "Superluminalno gibanje relativističnega curka v združitvi nevtronske zvezde GW170817", se je nedavno pojavila v reviji Narava. Študijo je vodil Kunal Mooley, znanstveni sodelavec Janskyja pri Caltechu in Nacionalnem observatoriju za radio astronomijo (NRAO); Adam Deller iz OzGrav-a in Univerističnega centra za astrofiziko in superračunalništvo Swinburne; in Ore Gottlieb, doktorska študentka z univerze v Tel Avivu.
Pridružili so se jim člani NRAO, kalifornijskega tehnološkega inštituta (Caltech), vesoljskega observatorija Onsala, hebrejske univerze v Jeruzalemu, univerze Texas Tech in univerze Princeton. Zaradi študije je skupina združila podatke iz NSF-jevega zelo dolgega osnovnega niza (VLBA), Karla G. Janskyja zelo velikega niza (VLA) in teleskopa Robert C. Byrd Green Bank (GBT).
S pomočjo teh podatkov so lahko razrešili dolgoletno skrivnost o združitvi, ki je bila, ali je ustvaril curek materiala, ki je tekel s polov. Znanstveniki so sumili, da je temu tako, ker so takšni curki potrebni, da proizvajajo razpoke gama žarkov, ki naj bi jih povzročila združitev parov nevtronskih zvezd.
Po opazovanju predmeta 75 dni po združitvi, nato pa po 230 dneh, je ekipa odkrila, da se je območje radijske oddaje iz združitve premaknilo z neverjetno hitrostjo. Ta opažanja je bilo mogoče razložiti le s prisotnostjo močnega curka. Kot je v poročilu za agencijo NRAO pojasnil dr. Mooley:
"Izmerili smo navidezno gibanje, ki je štirikrat hitrejše od svetlobe. Ta iluzija, imenovana superluminalno gibanje, povzroči, da je curek usmerjen skoraj proti Zemlji in se material v curku giblje blizu hitrosti svetlobe. "
"Glede na našo analizo je ta curek najverjetneje zelo ozek, širok največ 5 stopinj in je bil usmerjen le 20 stopinj stran od Zemljine smeri," je dodal Adam Deller. "Toda v skladu z našimi opažanji mora tudi material v curku eksplodirati navzven pri več kot 97 odstotkih hitrosti svetlobe."
Iz teh novih podatkov je nastal nov scenarij, ki razlaga, kaj se je zgodilo po dogodku v kilonovi. V bistvu je združitev povzročila eksplozijo, ki je kroglasto lupino naplavin pognala navzven. Medtem so se združene nevtronske zvezde strnile in tvorile črno luknjo, ki je začela vleči material k sebi. To je povzročilo, da je material padel v hitro vrteč se disk okoli črne luknje, ki je s svojih polov sprožil par curkov.
Kot je poudaril Gregg Hallinan iz podjetja Caltech, je bilo postavljanje letalov zelo posrečeno. "Imeli smo srečo, da bi lahko ta dogodek opazovali, saj če bi bil curek usmerjen veliko dlje od Zemlje, bi bila radijska oddaja preveč slaba, da bi ga lahko zaznali," je dejal.
Podatki iz teh zadnjih opazovanj so tudi pokazali, da je curek medsebojno vplival z lupino naplavin, ki je tvorila "kokon" materiala, ki se širi navzven počasneje kot curki. To je pomagalo razrešiti še eno skrivnost, ki je bila, ali so bili odkriti radijski viri posledica interakcije s kokonom ali izvirajo iz curka materiala. Kot je pojasnil Ore Gottlieb:
"Naša razlaga je, da je kokon prevladoval v radijski oddaji približno 60 dni po združitvi, kasneje pa je prevladovala emisija."
Po mnenju raziskovalne skupine ta študija krepi teorijo, da obstaja povezava med združitvijo nevtronskih zvezd in kratkoročnimi eksplozijami gama žarkov. Prav tako je pokazal, da je treba curke usmeriti razmeroma blizu Zemlje, da bi lahko njihovi opazovalniki zaznali te polete. Kot je pojasnil Mooley:
"Naša študija dokazuje, da je združevanje opazovanj VLBA, VLA in GBT močno sredstvo za proučevanje curkov in fizike, povezanih z dogodki gravitacijskega valovanja."
Poleg tega opažanja teh curkov - ki so bila izvedena v radijskem delu spektra - zagotavljajo nove in fascinantne vpoglede v ta astronomski pojav. Na koncu je to le zadnje presenečenje, ki ga je GW170817 priskrbel astronomom, odkar je bil prvič odkrit.
